S1 Werkzeugstahl: Eigenschaften, Anwendungen, und Fertigungshandbuch

S1 Tool Steel ist ein vielseitiger, kaltischer Stahl mit niedriger Alloy-Stahl, der für seine ausgewogene Mischung gefeiert wird Guter Verschleißfestigkeit, hohe Zähigkeit, und ausgezeichnete Bearbeitbarkeit - die durch die maßgeschneiderten Abschnitte ermöglicht werden Chemische Zusammensetzung (mittelschwerer Kohlenstoff, Chrom, und Mangan -Ergänzungen). Im Gegensatz zu hochglosen Werkzeugstählen (Z.B., D2 oder M2), Es priorisiert die Benutzerfreundlichkeit und die Kostenwirksamkeit, Es ist ideal für Schneidwerkzeuge mit niedrigem bis mittlerem Stress,, stirbend bilden, und Präzisionskomponenten in der Luft- und Raumfahrt, Automobil, und Maschinenbau. In diesem Leitfaden, Wir werden seine Schlüsselmerkmale aufschlüsseln, reale Verwendungen, Herstellungsprozesse, und wie es im Vergleich zu anderen Materialien ist, Helfen Sie, es für Projekte auszuwählen, die Zuverlässigkeit ohne übermäßige Kosten erfordern.

1. Schlüsseleigenschaften von S1 -Werkzeugstahl wichtige Materialeigenschaften

Die Leistung von S1 ergibt sich aus seiner optimierten Chemische Zusammensetzung, Dies liefert konsistente physikalische und mechanische Eigenschaften, die auf Kalt- und Lichtschneidempfänger zugeschnitten sind.

Chemische Zusammensetzung

Die Formel von S1 priorisiert Zähigkeit und Bearbeitbarkeit, mit festen Bereichen für Schlüsselelemente:

• Kohlenstoffgehalt: 0.40-0.50% (Niedrig genug, um aufrechtzuerhalten hohe Zähigkeit zum Bildung von Stanzen, hoch genug, um kleine Carbide für zu bilden Guter Verschleißfestigkeit)
• Chromgehalt: 0.50-0.70% (Eine bescheidene Zugabe verbessert die Verhinderbarkeit und eine leichte Korrosionsresistenz, ohne die Verarbeitbarkeit zu verringern)
• Manganinhalt: 0.50-0.80% (Steigert die Zugfestigkeit und Härtbarkeit, Gewährleistung einer gleichmäßigen Wärmebehandlungsergebnisse)
• Siliziumgehalt: 0.15-0.35% (Hilft bei der Desoxidation während der Herstellung und stabilisiert die mechanischen Eigenschaften)
• Phosphorgehalt: ≤ 0,03% (streng kontrolliert, um kalte Brechtigkeit zu verhindern, kritisch für Tools, die in Umgebungen mit niedriger Temperatur verwendet werden)
• Schwefelgehalt: ≤ 0,03% (Ultra-niedrig, um die Zähigkeit aufrechtzuerhalten und das Knacken während der Bearbeitung oder Formung zu vermeiden)

Physische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Nach Standard -Wärmebehandlung (Glühen + Quenching + Temperieren), S1 liefert eine zuverlässige Leistung für Anwendungen mit niedrigem bis mittlerem Stress:

• Zugfestigkeit: ~ 1000-1200 MPa (Geeignet für leichte Schneidwerkzeuge und stirpernde bildende Niedrigstressentwicklung)
• Ertragsfestigkeit: ~ 800-1000 MPa (stellt sicher)
• Verlängerung: ~ 15-20% (In 50 mm - hochherzig als die meisten Werkzeugstähle, Machen Sie es einfach, komplexe Formen ohne Knacken zu maschinen)
• Härte (Rockwell C -Skala): 50-55 HRC (Nach der Wärmebehandlung - ideal zum Ausgleich von Verschleißfestigkeit und Zähigkeit; weicher als A2, aber duktilerer)
• Ermüdungsstärke: ~ 500-600 MPa (Bei 10⁷-Zyklen-kritisch für verwendete mittelvolumige Werkzeuge 50,000+ mal, Wie kleine Stempelstirte)
• Aufprallzählung: Moderat bis hoch (~ 50-60 J/cm² bei Raumtemperatur)- hochwertig als A2, D2, oder M2, Machen Sie es für Werkzeuge geeignet, die geringfügigen Auswirkungen standhalten (Z.B., Manuelle Schneidwerkzeuge).

Andere kritische Eigenschaften

• Guter Verschleißfestigkeit: Kohlenstoff- und Chromcarbide resistieren Abrieb, Werkzeuglebensdauer verlängern (Z.B., 100,000+ Zyklen für kleine Stempelstirme) und Reduzierung der Ersatzfrequenz.
• Gute Zähigkeit: Seine Zusammensetzung mit niedriger Alloy behält die Duktilität bei, Also hält S1 kaltes Bildungsdruck stand (bis zu 4,000 KN für kleine Würfel) Ohne Chipping.
• Verarbeitbarkeit: Gut (Vor Wärmebehandlung)–Nealed S1 (Härte ~ 180-220 Brinell) ist einfach mit Hochgeschwindigkeitsstahl zu maschinen (HSS) oder Carbid -Werkzeuge; Das Schleifen nach der Hitzebehandlung ist für Präzisionskanten unkompliziert.
• Schweißbarkeit: Mit Vorsicht - der modierliche Kohlenstoffgehalt erfordert Vorheizen (200-250° C) und Temperierung nach dem Schweigen, um ein Riss zu vermeiden, Dadurch reparierbar für Werkzeugänderungen.

2. Reale Anwendungen von S1 Tool Steel

S1s Vielseitigkeit, Erschwinglichkeit, und Zähigkeit machen es ideal für Branchen, die eine zuverlässige Leistung von Leicht- und Mittelsstressaufgaben erfordern. Hier sind seine häufigsten Verwendungszwecke:

Schneidwerkzeuge

• Fräser: Kleine Endmühlen zur Bearbeitung weicher Metalle (Z.B., Aluminium oder Messing) Verwenden Sie S1 -Guter Verschleißfestigkeit Schärfe beibehält 500+ Teile, und die Verarbeitbarkeit ermöglicht benutzerdefinierte Geometrien.
• Drehwerkzeuge: Manuelle Drehwerkzeuge für hobbyistische oder kleine Metallbearbeitung verwenden S1-Teigness widersteht zufällig Auswirkungen, und Erschwinglichkeit passt zu niedrigen Projekten Projekte.
• Ränen: Kleine Innenbroaches zur Gestaltung von Kunststoff- oder Weichstahlteilen (Z.B., Spielzeuggänge) Verwenden, und Tragenwiderstandsgriffe 10,000+ Teile.
• Reibahlen: Mittel-Toleranz-Reibahlen (± 0,01 mm) Für Holzbearbeitung oder Kunststoffteile verwenden Sie S1 - die Retention sorgt dafür.

Fallbeispiel: Eine kleine Maschinenwerkstatt verwendete kohlenstoffarme Stahl für Aluminium-Drehwerkzeuge, wurde jedoch danach dumpfen 200 Teile. Sie wechselten zu S1, und Werkzeuge dauerten 600 Teile (200% länger)- Ersatzkosten für die Taste von Tools durch $8,000 jährlich.

Werkzeuge bilden

• Schläge: Kleine Kaltwerkzeuge für Bleche (Z.B., Erstellen von Löchern in Aluminiumhalterungen) Verwenden Sie S1 -Zähigkeit stand der Handbuch oder einem Stanzen mit niedrigem Geschwindigkeit stand, und Tragenwiderstandsgriffe 80,000+ Schläge.
• Stirbt: Stempeln stirbt für dünne Plastikblätter (Z.B., Verpackung oder Etiketten) Verwenden, und Zähigkeit vermeidet das Knacken während der Versammlung.
• Stempelwerkzeuge: Hobbyist oder Small-Batch-Stempelwerkzeuge (Z.B., Schmuckherstellung) Verwenden, und Zähigkeit widersetzt sich gelegentlich Fehlausrichtung.

Luft- und Raumfahrt, Automobil & Maschinenbau

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Kleine nichtladende Komponenten (Z.B., Flugzeug Innenverstärker) Verwenden Sie S1 -Dimensionsstabilität sorgt für passend, und die Verwirklichung ermöglicht enge Toleranzen für die Montage.
• Automobilindustrie: Niedrige Stresskomponenten (Z.B., Plastikverkette oder Gummiformen) Verwenden Sie S1 - Teighess stand den Schimmelpackdruck, und Kosteneffizienz passt zur Produktion von Hochvolumien.
• Maschinenbau: Kleine Zahnräder und Wellen für leichte Maschinen (Z.B., Haushaltsgeräte) Verwenden Sie S1 - Fatigue -Festigkeit widersetzt sich wiederholte Stress, und Erschwinglichkeit senkt die Komponentenkosten.

3. Herstellungstechniken für S1 -Werkzeugstahl

Die Erzeugung von S1 erfordert Präzision, um das chemische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und eine konsistente Kaltarbeitsleistung zu gewährleisten, wobei die Kosten niedrig halten. Hier ist der detaillierte Prozess:

1. Metallurgische Prozesse (Kompositionskontrolle)

• Elektrischer Lichtbogenofen (EAF): Primärmethode - STAELSCHRAFT, Kohlenstoff, und kleine Chrommengen werden mit 1.600-1.700 ° C geschmolzen. Sensoren Monitor Chemische Zusammensetzung Elemente in den S1 -Reichweiten aufbewahren (Z.B., 0.40-0.50% Kohlenstoff), kritisch für den Gleichgewicht zwischen Zähigkeit und Trebefestigkeit.
• Basis -Sauerstoffofen (Bof): Für groß an; Sauerstoff passt den Kohlenstoffgehalt ein. Das Chrom wird nach dem Blowing zugesetzt, um Oxidation zu vermeiden und eine präzise Zusammensetzung zu gewährleisten.

2. Rollprozesse

• Heißes Rollen: Geschmolzene Legierung wird ingots geworfen, erhitzt auf 1.050-1.150 ° C., und rollte in Stangen, Teller, oder Draht. Heißes Rollen bricht große Carbide ab und formt das Material in Werkzeugblanks (Z.B., 200×200 mm Blöcke für kleine Stanze).
• Kaltes Rollen: Wird für dünne Werkzeugkomponenten verwendet (Z.B., Punch Rohlinge)-Schnalte mit Raumtemperatur, um die Oberflächenbeschaffung zu verbessern. Nach dem Rollenglühen (650-700° C) macht den Stahl für die nachfolgende Bearbeitung weicher.

3. Wärmebehandlung (Auf Zähigkeit zugeschnitten)

Die Wärmebehandlung von S1 priorisiert die Zähigkeit vor extremer Härte, Damit es für leichte Stressaufgaben geeignet ist:

• Glühen: Erhitzt auf 750-800 ° C für 2-3 Std., langsam auf ~ 600 ° C abgekühlt. Reduziert die Härte zu 180-220 Brinell, Machenschaft machen und interne Stress lindern.
• Abschrecken: Auf 820-860 ° C erhitzt (Austenitisierung) für 20-30 Minuten, in Öl gelöscht. Verhärtet den Stahl an 55-58 HRC - SCHLEISEN LÖSUNG (vs. D2) behält Zähigkeit.
• Temperieren: Auf 250-300 ° C erhitzt für 1-2 Std., luftgekühlt. Reduziert die Härte zu 50-55 HRC - Balance tragen Widerstand und Zähigkeit; höhere Temperaturtemperaturen (350-400° C) kann für zusätzliche Duktilität verwendet werden.
• Stressabbau Glühen: Nach der Bearbeitung aufgetragen-auf 550-600 ° C erhitzt für 1 Stunde, um Schnittstress zu reduzieren, Verhinderung des Werkzeugverzirks während der endgültigen Wärmebehandlung.

4. Bildung und Oberflächenbehandlung

• Formenmethoden:
• Drücken Sie die Formung: Kleine hydraulische Pressen (2,000-3,000 Tonnen) Form S1 Blanks in die Sterbe- oder Werkzeugkurs - vor der Wärmebehandlung vorhanden.
• Bearbeitung: CNC -Mühlen oder manuelle Drehungen schneiden S1 in Werkzeugformen aus (Z.B., Reamerflöten oder Stanztipps)- HSS -Tools funktionieren für getemperte S1, Reduzierung der Bearbeitungskosten.
• Schleifen: Nach Wärmebehandlung, Aluminiumoxidräder verfeinern Werkzeugkanten zu RA 0.1 μM Rauheit-Säuglinge für mitteltoleranze Anwendungen.
• Oberflächenbehandlung:
• Nitrieren: Erhitzt auf 480-520 ° C in einer Stickstoffatmosphäre, um a zu bilden 3-5 μm Nitridschicht - steigt den Verschleiß Widerstand durch 20% (ideal für hochvolumige Stempelstimmungen).
• Beschichtung (PVD/CVD): Dünner Titannitrid (PVD) Beschichtungen sind optional zum Schneiden von Werkzeugen - reduziert die Reibung, Verlängerung der Werkzeugdauer um 1,5x für die Aluminiumbearbeitung um 1,5x.
• Härten: Endgültige Wärmebehandlung (Quenching + Temperieren) reicht für die meisten Anwendungen aus - keine zusätzliche Oberflächenhärten benötigt.

5. Qualitätskontrolle (Leistung und Erschwinglichkeitssicherung)

• Härteprüfung: Rockwell C-Tests überprüfen die Härte nach der Temperation (50-55 HRC)- Vermittelt Konsistenz für die Werkzeugleistung.
• Mikrostrukturanalyse: Untersucht die Legierung unter einem Mikroskop, um eine gleichmäßige Carbidverteilung zu bestätigen (Keine großen Carbide, die Bearbeitungsprobleme oder Werkzeugausfälle verursachen).
• Dimensionale Inspektion: Bremssättel oder Koordinatenmessmaschinen (Cmm) Überprüfen Sie die Werkzeugabmessungen auf ± 0,005 mm-kritisch für mitteltoleranze Anwendungen wie Kunststoff-Teilenformen.
• Tragen Sie Tests: Simuliert die kalte Form (Z.B., Aluminiumblätter stempeln) Um die Lebensdauer der Werkzeuge zu messen - erfüllt S1 die Erwartungen der Haltbarkeit für Zielanwendungen.
• Zugprüfung: Überprüft die Zugfestigkeit (1000-1200 MPA) und Ertragsfestigkeit (800-1000 MPA) S1 -Spezifikationen zu erfüllen.

4. Fallstudie: S1-Werkzeugstahl in Small-Batch-Stempeln stirbt

Ein kleiner Elektronikhersteller verwendete A2 -Werkzeugstahl zum Stempeln von dünnen Aluminiumanschlüssen (10,000 Teile/Jahr) aber mit zwei Problemen konfrontiert: hohe Bearbeitungskosten (Aufgrund der geringeren Bearbeitbarkeit von A2) und sterben durch versehentliche Auswirkungen das Riss. Sie wechselten zu S1, mit den folgenden Ergebnissen:

• Bearbeitungskosten: S1s bessere maßgas 30%, sparen $5,000 jährlich in Arbeit.
• Die Haltbarkeit sterben: Die höhere Zähigkeit von S1 beseitigte das Riss - das Leben verlängerte sich aus 15,000 Zu 30,000 Teile (100% länger), Ersatzkosten durch senken $4,000 jährlich.
• Kosteneinsparungen: Trotz ähnlicher Vorabmaterialkosten, Der Hersteller spart $9,000 jährlich-kritisch für die Produktionsränder mit kleinen Batch.

5. S1 Werkzeugstahl vs. Andere Materialien

Wie ist S1 im Vergleich zu alternativen Werkzeugstählen und -materialien für licht-mittlere Stressanwendungen?? Lassen Sie es uns aufschlüsseln:

Anwendungseignung

• Small-Batch-Schneidwerkzeuge: Die Erschwinglichkeit und Bearbeitung von S1 übertreffen A2/D2 (niedrigere Kosten) Und 420 Edelstahl (Bessere Zähigkeit), Ideal für Hobbyisten oder kleine Geschäfte.
• Licht bildend stirbt: Die hohe Zähigkeit von S1 macht es besser als A2/D2 für die Stämme, die geringfügigen Auswirkungen stand.
• Nichtladentragende Komponenten: Die Kostenwirksamkeit und die dimensionale Stabilitätsrivale von S1 420 Edelstahl - Weepaper für Automobil- oder Luft- und Raumfahrt -Innenräume.
• Hobbyistische Werkzeuge: Die Leistung von Leistung und Erschwinglichkeit von S1 macht es besser als M2 (Zu teuer) Für nichtkommerzielle Verwendung.

Ansicht von Yigu Technology auf S1 Tool Steel

Bei Yigu Technology, S1 sticht als kostengünstig aus, benutzerfreundliche Lösung für licht-medium-Stressaufgaben. Es ist hohe Zähigkeit, gute maschinabilität, und Erschwinglichkeit macht es ideal für kleine Hersteller, Hobbyisten, und Produktion mit geringem Batch. Wir empfehlen S1 für kleine Stempelstimmungen, Manuelle Schneidwerkzeuge, und nicht beladen tragende Komponenten-wo sie A2/D2 übertrifft (Bessere Zähigkeit) und bietet mehr Wert als Wert als 420 Edelstahl. Während es der extreme Verschleißfestigkeit von hochglosen Stählen fehlt, Die Vielseitigkeit und die kostengünstigen Kosten entsprechen unserem Ziel des zugänglichen Ziels, zuverlässige Fertigungslösungen für unterschiedliche Bedürfnisse.

FAQ

1. Ist S1 -Werkzeugstahl für die Bearbeitung harter Metalle geeignet (Z.B., Ausgehärteter Stahl)?

Nein - S1's geringere Härte (50-55 HRC) macht es am besten für weiche bis mittlere Metalle (≤ 25 HRC, wie Aluminium oder Weichstahl). Für gehärteten Stahl (≥ 50 HRC), Wählen Sie A2 oder D2 - sie haben eine höhere Verschleißfestigkeit und Härte.

2. Kann S1 für Hot-Work-Anwendungen verwendet werden? (Z.B., Heißes Stempeln)?

Nein - S1 hat eine geringe heiße Härte und wird bei Temperaturen über 250 ° C weicher. Für Hot-Work-Aufgaben, Verwenden Sie H13 -Werkzeugstahl, die Härte bei 600 ° C+ behält und der thermischen Müdigkeit widersteht.

3. Wie vergleicht S1 mit 420 Edelstahl für kleine Formen?

S1 und 420 ähnliche Härte haben, Aber S1 bietet eine höhere Zähigkeit (Besser für Schimmelpilzmontagespannung) Und 20% niedrigere Kosten. 420 hat eine bessere Korrosionsresistenz - shoose s1 für trockene Umgebungen (Z.B., Plastikformen) Und 420 für feuchte oder chemisch exponierte Formen.